The Scanning Transmission X-Ray Microscope at BESSY II

Wiesemann, Urs

dc.contributor.advisor	Schmahl, Günter Prof. Dr.	de
dc.contributor.author	Wiesemann, Urs	de
dc.date.accessioned	2004-02-04T15:33:07Z	de
dc.date.accessioned	2013-01-18T13:43:42Z	de
dc.date.available	2013-01-30T23:51:14Z	de
dc.date.issued	2004-02-04	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B558-5	de
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2961
dc.description.abstract	Durch die Kombination von Spektroskopie der Feinstruktur an Röntgen-Absorptionskanten (NEXAFS) und Abbildung mit Zonenplatten bieten Rasterröntgenmikroskope (scanning transmission X-ray microscopes, STXMs) hohe chemische Sensitivität bei einer räumlichen Auflösung im Bereich von 50nm. Diese Arbeit behandelt Aufbau und Charakterisierung des neuen STXM und seines Monochromators am Undulator U41 am Elektronenspeicherring BESSY II.Berechnungen zur Bildentstehung im STXM zeigen, dass eine sehr hohe Photonenrate im Bereich von 109Photonen/s für hochaufgelöste Bilder mit praktikablen Bildaufbauzeiten notwendig ist. Um solch hohe Photonenraten bei guter spektraler Aufösung zu erreichen, wurde ein neuartiger Monochromator entwickelt. Er besteht nur aus einem Planspiegel und einem Plangitter mit variabler Liniendichte und hat keine Eintritts- oder Austrittsspalte. Das große homogen vom Monochromator ausgeleuchtete Feld macht es möglich, hochaufgelöste Rasterbilder durch Bewegen der Zonenplatte aufzunehmen. Das Objekt befindet sich in Luft, um auch wässrige Proben abbilden zu können. Die transmittierte Strahlung wird von einem pn-CCD-Detektor gemessen. Seine Ortsauflösung macht die Abbildung in besonderen Kontrastarten wie Dunkelfeld- oder differentiellem Phasenkontrast möglich.Aus NEXAFS-Spektren von Kohlendioxid wurde eine spektrale Auflösung von 1400 bei einer Photonenenergie von 296eV bestimmt. Erste Bilder in Amplituden-, Phasen- und Kohlenstoff-Elementkontrast wurden aufgenommen. Bilder von Teststrukturen zeigen eine räumliche Auflösung besser als 100nm.	de
dc.format.mimetype	application/pdf	de
dc.language.iso	eng	de
dc.rights.uri	http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htm	de
dc.title	The Scanning Transmission X-Ray Microscope at BESSY II	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Das Rasterröntgenmikroskop bei BESSY II	de
dc.contributor.referee	Kirchheim, Reiner Prof. Dr.	de
dc.date.examination	2003-12-09	de
dc.description.abstracteng	Combining near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy and zone plate imaging, scanning transmission X-ray microscopes (STXMs) provide both high chemical sensitivity and a spatial resolution on the order of 50nm while delivering a relatively low radiation dose to the specimen. This thesis describes the construction and characterization of the new STXM and its monochromator at the undulator U41 of the BESSY II storage ring.Calculations of the image formation in the STXM show that a very high photon rate in the focal spot on the order of 109photons/s is required to obtain images with high spatial resolution in reasonable acquisition times. To deliver such photon rates at good spectral resolution, a novel monochromator has been developed. It consists only of a plane mirror and a plane grating with varied line density and has no entrance or exit slits. The large field illuminated homogeneously by the monochromator makes it possible to acquire high resolution scan images by moving the zone plate. The sample is located in air to be able to image hydrated specimens. The transmitted radiation is measured using a pn-CCD detector. Its position resolution makes it possible to record images with advanced contrast mechanisms like darkfield or differential phase contrast.From NEXAFS spectra of carbon dioxide, a spectral resolution of 1400 has been measured at a photon energy of 296eV. First images acquired in amplitude contrast, differential phase contrast and elemental contrast have been recorded. Images of test structures show sub-100nm spatial resolution.	de
dc.subject.topic	Mathematics and Computer Science	de
dc.subject.ger	Rasterröntgenmikroskop	de
dc.subject.ger	STXM	de
dc.subject.ger	NEXAFS	de
dc.subject.ger	XANES	de
dc.subject.ger	BESSY II	de
dc.subject.ger	Spektromikroskopie	de
dc.subject.ger	Mikrospektroskopie	de
dc.subject.ger	Spektroskopie	de
dc.subject.ger	530 Physik	de
dc.subject.eng	Scanning Transmission X-Ray Microscope	de
dc.subject.eng	STXM	de
dc.subject.eng	NEXAFS	de
dc.subject.eng	XANES	de
dc.subject.eng	BESSY II	de
dc.subject.eng	Spectromicroscopy	de
dc.subject.eng	Microspectroscopy	de
dc.subject.eng	Spectroscopy	de
dc.subject.bk	33.18	de
dc.subject.bk	33.07	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-372-1	de
dc.identifier.purl	webdoc-372	de
dc.affiliation.institute	Fakultät für Physik	de
dc.subject.gokfull	RQE 920: Röntgenmikroskopie	de
dc.subject.gokfull	Röntgenanalyse {Physik}	de
dc.subject.gokfull	RRE 000: Röntgen- und Gamma-Spektroskopie {Physik}	de
dc.subject.gokfull	RRG 000: Molekülspektroskopie {Physik}	de
dc.identifier.ppn	384883184	de

Files in this item

Name:wiesemann.pdf

Size:2.308Mb

Format:PDF

Description:Dissertation

View/Open

Name:: wiesemann.pdf
Size:: 2.308Mb
Format:: PDF
Description:: Dissertation

View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Fakultät für Physik (inkl. GAUSS) [948]

Show simple item record